元器件鍍層Sn須生長(zhǎng)研究及工藝控制.pdf

1、元器件鍍層的Sn須生長(zhǎng)可靠性問(wèn)題嚴(yán)重威脅著電子產(chǎn)品及其相關(guān)的硬件產(chǎn)品。50多年以來(lái)，關(guān)于鍍層Sn須的生長(zhǎng)理論不斷發(fā)展。人們一直采用在Sn鍍層中加入Pb的方式緩解Sn須生長(zhǎng)。然而，隨著無(wú)鉛法令的施行，Sn及Sn基鍍層又重新面臨嚴(yán)重可靠性問(wèn)題。
　　 論文依據(jù)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)條件下的幾種常用封裝形式的電子元器件進(jìn)行Sn須加速測(cè)試，研究在Cu引線框架表面電鍍純Sn層的Sn須生長(zhǎng)現(xiàn)象及機(jī)理；并通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)確定各生產(chǎn)工藝過(guò)程因素對(duì)

2、Sn須生長(zhǎng)的影響，從而得到實(shí)際生產(chǎn)中控制Sn須生長(zhǎng)的一些有效方法。
　　 試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在溫度循環(huán)，室溫儲(chǔ)存和高溫高濕儲(chǔ)存3種不同的加速條件下，Sn須生長(zhǎng)特點(diǎn)規(guī)律各異。溫度循環(huán)條件下，Sn須生長(zhǎng)的孕育期較短，速率快，密度大，長(zhǎng)度較短且一致；鍍層表面出現(xiàn)獨(dú)特的凹坑現(xiàn)象。室溫儲(chǔ)存和高溫高濕儲(chǔ)存條件下，Sn須生長(zhǎng)在3-4個(gè)月時(shí)由孕育階段的緩慢生長(zhǎng)期轉(zhuǎn)為快速生長(zhǎng)階段。
　　 進(jìn)一步的微區(qū)XRD應(yīng)力測(cè)試、Sn/Cu界面金屬間化合物的

3、AFM生長(zhǎng)等實(shí)驗(yàn)和分析表明不同加速條件的Sn須生長(zhǎng)機(jī)理不同。室溫儲(chǔ)存條件下，Sn須生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力較為單一，高溫高濕儲(chǔ)存條件下，Sn須生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力較為復(fù)雜。溫度循環(huán)條件下，Sn須生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力更為復(fù)雜。
　　 3組工藝對(duì)比試驗(yàn)，考察工藝生產(chǎn)過(guò)程中塑封和機(jī)械沖壓成型對(duì)鍍層Sn須生長(zhǎng)的影響。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果顯示環(huán)氧樹(shù)脂/鍍層界面和無(wú)環(huán)氧樹(shù)脂/鍍層界面Sn須生長(zhǎng)結(jié)果類(lèi)似，塑封對(duì)鍍層Sn須生長(zhǎng)的影響可以忽略。機(jī)械沖壓應(yīng)力對(duì)鍍層的宏觀殘余應(yīng)力狀態(tài)影